第1章 计算机控制系统概述 1
1.1 计算机控制系统的组成 1
1.1.1 计算机控制系统的基本概念 1
1.1.2 计算机控制系统的组成 2
1.1.3 计算机控制系统的特点 3
1.2 计算机控制系统的分类 4
1.2.1 操作指导控制系统 4
1.2.2 直接数字控制系统 4
1.2.3 监督计算机控制系统 4
1.2.4 分布式控制系统 5
1.3 工业控制计算机 6
1.3.1 常用工业控制计算机 6
1.3.2 IPC的组成及特点 8
1.3.3 工业控制计算机总线技术 9
1.4 计算机控制技术的发展趋势 16
1.4.1 控制系统的结构及形态发展趋势 16
1.4.2 控制理论及控制算法发展趋势 17
第2章 计算机控制过程通道 19
2.1 基于ISA总线的通道接口形式 19
2.2 数字量输入／输出通道 21
2.2.1 数字量输入／输出通道的结构 21
2.2.2 数字量接口技术 21
2.2.3 数字量输入调理与隔离电路 22
2.2.4 数字量输出隔离与驱动电路 24
2.2.5 执行电动机控制接口技术 26
2.2.6 数字量输入／输出模板 27
2.3 模拟量输入通道 30
2.3.1 模拟量输入通道的结构 30
2.3.2 ADC0809及其与ISA总线接口技术 31
2.3.3 AD574A及其与ISA总线接口技术 35
2.3.4 模拟量输入模板 39
2.4 模拟量输出通道 42
2.4.1 模拟量输出通道的结构 42
2.4.2 DAC0832及其与ISA总线接口技术 44
2.4.3 DAC1210及其与ISA总线接口技术 46
2.4.4 模拟量输出模板 48
2.5 远程输入／输出模块 51
2.5.1 远程输入／输出模块的特点 51
2.5.2 模拟量输入模块 52
2.5.3 模拟量输出模块 54
2.5.4 数字量输入／输出模块 55
2.6 基于PCI总线规范的过程通道介绍 56
2.6.1 基于PCI9052芯片的PCI总线板卡的一般结构 56
2.6.2 基于PCI总线的过程板卡 57
第3章 数字控制技术 60
3.1 数字程序控制基础 60
3.1.1 数字控制的基本原理 60
3.1.2 数字程序控制方式 61
3.1.3 开环数字程序控制 62
3.2 逐点比较插补法 63
3.2.1 逐点比较直线插补法 63
3.2.2 逐点比较圆弧插补法 66
第4章 数字PID调节器的设计 70
4.1 PID调节器概述 70
4.1.1 PID调节器原理 70
4.1.2 PID调节器各环节的作用 71
4.1.3 PID调节器的优点 73
4.2 数字PID调节器 74
4.2.1 连续控制器离散化方法 74
4.2.2 数字PID控制算法 76
4.3 数字PID的参数整定 79
4.3.1 采样周期的选取 79
4.3.2 扩充临界比例度法 80
4.3.3 扩充响应曲线法 81
4.3.4 PID归一参数整定法 82
4.3.5 凑试法确定PID参数 82
4.3.6 MATLAB仿真 83
4.4 数字PID算法的改进 84
4.4.1 积分项的改进 85
4.4.2 微分项的改进 86
4.4.3 带死区的PID控制 88
第5章 控制网络与集散控制系统 91
5.1 工业网络概述 91
5.1.1 数据通信技术 91
5.1.2 通信网络的拓扑结构 95
5.1.3 网络通信协议 98
5.1.4 工业网络的特殊性 100
5.2 DCS描述 103
5.2.1 DCS体系结构 103
5.2.2 DCS功能特点 108
5.2.3 传统集散系统面临的挑战和发展趋势 109
5.3 FCS描述 111
5.3.1 FCS体系结构 111
5.3.2 FCS功能特点和技术优势 116
5.3.3 常用的现场总线介绍 119
第6章 计算机控制系统抗干扰与测量数据预处理技术 128
6.1 硬件抗干扰措施 128
6.1.1 过程通道抗干扰技术 129
6.1.2 供电与接地技术 133
6.1.3 CPU抗干扰技术 137
6.2 软件抗干扰技术 138
6.2.1 数字滤波技术 138
6.2.2 软件冗余与软件陷阱技术 140
6.3 测量数据预处理技术 141
6.3.1 系统误差自校准技术 141
6.3.2 线性化处理和非线性补偿技术 143
6.3.3 工程量标度变换方法 144
第7章 计算机控制系统设计方法与实例 147
7.1 计算机控制系统设计的原则与步骤 147
7.1.1 系统设计的基本原则 147
7.1.2 系统设计的一般步骤 150
7.1.3 系统总体方案设计 152
7.2 加热炉温度控制系统 154
7.2.1 炉温控制系统工艺分析 154
7.2.2 系统控制方案设计 155
7.2.3 控制系统的硬件设计 156
7.2.4 控制系统软件设计 157
第8章 组态控制技术 161
8.1 组态软件概述 161
8.1.1 通用组态软件及其特点 161
8.1.2 组态软件的发展 163
8.1.3 组态软件的构成 168
8.2 组态王KingView6.5功能描述 170
8.2.1 组态王6.51主要技术指标 170
8.2.2 安装组态王6.51 171
8.2.3 组态王的组成结构 172
8.2.4 制作一个工程的一般过程 172
8.3 数据采集与显示实例 181
8.3.1 数据采集与显示系统要求 181
8.3.2 系统应用设计与组态 182
8.3.3 系统运行及效果 196
参考文献 200